微波化學(xué)污水處理技術(shù)原理
微波對流體中物質(zhì)進行選擇性加熱，對吸波物質(zhì)有低溫催化作用；加速流體中固、液分離作用；低溫殺菌作用；均勻加熱功能；迅速升溫作用；不產(chǎn)生二次污染等。微波化學(xué)污水處理技術(shù)是水處理領(lǐng)域中一場嶄新的革命，是一代具有突破性、創(chuàng)新性、廣譜性的水處理技術(shù)。微波化學(xué)污水處理技術(shù)不同于傳統(tǒng)的污水處理方法，它通過微波場對吸波物質(zhì)的選擇性加熱、低溫催化、快速穿透等功能，達到去污除濁殺菌的效果。經(jīng)微波化學(xué)污水處理技術(shù)處理后的水，可全部再利用，從而實現(xiàn)污水處理工程的實用、高效、節(jié)能、環(huán)保、低運行費用。
微波化學(xué)污水處理技術(shù)的基礎(chǔ)是“極性分子理論”。外加微波場可使這些極性分子因趨向作用而發(fā)生頻率極高的振蕩運動，消耗能量而發(fā)熱。在微波場中物質(zhì)的吸波與否和吸波強弱，與該物質(zhì)的電性質(zhì)有關(guān)。實驗證明，在單位體積的物質(zhì)內(nèi)被吸收的（轉(zhuǎn)化為熱能損耗）微波功率Pa，與電場（磁場）強度E、物質(zhì)的損耗角正切tgδ和頻率f成正比關(guān)系。物質(zhì)在微波場中吸收的微波能全部轉(zhuǎn)化為熱能，所以Pa即為單位時間內(nèi)在單位體積物質(zhì)中產(chǎn)生的能量。tgδ值與該物質(zhì)的介電常數(shù)、介電損耗相關(guān)的量，而物質(zhì)的介電常數(shù)、介電損耗又與該物質(zhì)當時的其它多種因素相關(guān)。
根據(jù)此“極性分子理論”，微波不僅可以加快化學(xué)反應(yīng)，在一定條件下也能抑制反應(yīng)的進行。除此之外，微波還可以改變反應(yīng)的途徑。微波對化學(xué)反應(yīng)的作用除了對反應(yīng)加熱引起反應(yīng)速率改變以外，還具有電磁場對反應(yīng)分子間行為的直接作用而引起的所謂“非熱效應(yīng)”。微波對反應(yīng)的作用程度除了與反應(yīng)類型有關(guān)外，還與微波的強度、頻率、調(diào)制方式及環(huán)境條件有關(guān)。此外，由于化學(xué)反應(yīng)是一個非平衡系統(tǒng)，舊的物質(zhì)在不斷消耗，新的物質(zhì)在不斷生成，各相界面可能發(fā)生隨機的變化；與此同時系統(tǒng)的宏觀電磁特性也在發(fā)生變化，而且在微波輻射下這種變化還與所用的微波緊密相關(guān)。
然而，許多有機化合物都不直接明顯地吸收微波，但可以利用某種強烈吸收微波的“敏化劑”把微波能傳給這些物質(zhì)而誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)。利用這些“敏化劑”就可以在微波輻射下實現(xiàn)某些催化反應(yīng)，這就是所謂微波誘導(dǎo)催化反應(yīng)。高強度連續(xù)波微波輻射聚焦到某種“敏化劑”的表面，由于“敏化劑”表面點位與微波能的強烈相互作用，微波能將被轉(zhuǎn)變成熱能，從而使某些表面點位選擇性的被很快加熱至很高溫度（例如很容易超過1400℃）。盡管反應(yīng)其中的水沒有明顯升溫，但當水中的有機污染物與受激發(fā)的表面點位接觸時卻可發(fā)生反應(yīng)。“敏化劑”的作用不僅僅在于把熱能聚焦，而且還可以借它與反應(yīng)物和產(chǎn)物相互作用的選擇性而影響反應(yīng)的進程。微波化學(xué)污水處理技術(shù)就是利用微波對化學(xué)反應(yīng)的這些作用，對水中的污染物通過物理及化學(xué)作用進行降解、轉(zhuǎn)化，從而實現(xiàn)污水凈化的目的。此反應(yīng)機理包括以下反應(yīng)過程：
P: 水分子、污染物種分子
M: 添加劑
SS: 懸浮物
R: 有機物種等
大家都知道OH是一種非常活躍的物質(zhì)，具有很高的活性，而在水分子的周圍存在著很多的灰體，這些物質(zhì)如同一座無形的屏障，束縛了OH的自由活動，從而導(dǎo)致水體自凈功能大大下降，水體污染加劇。微波能夠沖破這座無形的屏障，重新釋放出OH，從而能夠加速水體的凈化。
微波在處理水中污染物的同時，也能殺滅水中的細菌、藻類等微生物。其作用原理是由于微波輻射的熱效應(yīng)，即微波輻射場照射生物體，引起生物體組織器官的加熱作用而產(chǎn)生的生理影響和抑制、傷害作用。組成細胞的極性分子在外加微波場的作用下升溫發(fā)熱，從而導(dǎo)致生物體細胞組織溫度升高。當微波功率密度較大，生物體產(chǎn)熱過多，超過了體溫調(diào)節(jié)能力，生物體的溫度平衡功能失調(diào)，體溫上升，于是生物體發(fā)生生理功能紊亂并發(fā)生病理變化，進而死亡。
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